專業(yè)課程設(shè)計(jì)1：某縣4×3200kW水電站電氣主接線

1、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力系統(tǒng)方向課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書指導(dǎo)教師：江靜電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 某縣43200kW水電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)一、 課程設(shè)計(jì)的目的要求使學(xué)生鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識初步掌握局部工程設(shè)計(jì)的基本方法和基本技能為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)某縣屬水電站，根據(jù)水能利用條件可裝4臺3200kW，cose = 0.8，6.3kV的立式機(jī)組。該水電站為縣骨干電站，擬以較長的35kV線路（50KM）一回，經(jīng)縣城關(guān)變電所與電力系統(tǒng)并網(wǎng)，以35kV一回20kM向某省屬工廠供電（最大為4000kW）。該電站除少量自用電250k

2、VA外，還有少量的近區(qū)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用電最大500kW、最小200kW，以一回線路引出。全系統(tǒng)35kV線路總長度為90kM。要求設(shè)計(jì)：1 該電站電氣主接線的擬制和電氣設(shè)備的選擇；2 繪制圖紙。三、 已知資料1 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式歸算到縣城關(guān)變電所35kV母線的電抗有名值為2歐。2 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)配電裝置采用戶內(nèi)成套式高壓開關(guān)柜。35kV側(cè)采用戶外配電裝置。3 發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)至配電裝置室用載流導(dǎo)體連接的電氣距離均超過20m，回路計(jì)算用年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5400h，周圍環(huán)境實(shí)際溫度均按35計(jì)算。四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1 主接線方案設(shè)計(jì)：1)確定主變臺數(shù)、容量和型式；2)接線方案的技術(shù)比較，確定最佳方案

3、；3)確定廠用變臺數(shù)及其備用方式、接線。2 短路電流計(jì)算3 電氣設(shè)備選擇4 繪制電氣主接線圖5 繪制戶內(nèi)配電裝置訂貨圖6 繪制發(fā)電機(jī)側(cè)戶內(nèi)配電裝置布置圖7 35kV戶外配電裝置平斷面圖8 編制設(shè)計(jì)說明書五、 設(shè)計(jì)參考資料1水電站電氣設(shè)備尹厚豐主編2電力工程設(shè)計(jì)手冊第三冊3小型水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊中國電力出版社4小型水電站下冊電氣一次回路部分5中小型水電站設(shè)計(jì)手冊許建安主編6發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備吳靚 謝珍貴主編六、 日程安排第一天：布置任務(wù)、介紹電氣設(shè)備選擇第二天：電氣主接線最佳方案的確定第三天：短路電流計(jì)算第四、五天：電氣設(shè)備選擇第六天：繪制電氣主接線圖第七天：繪制6kV配電裝置訂貨圖第八天：

4、繪制6kV配電裝置平面布置圖第九天：繪制35kV戶外配電裝置平斷面圖第十天：整理設(shè)計(jì)說明書、考核電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一節(jié) 電氣主接線方案設(shè)計(jì)一、主接線方案設(shè)計(jì)所需原始資料設(shè)計(jì)主接線方案時(shí)，首先需要了解原始資料：（一） 水能資料包括水電站的裝機(jī)臺數(shù)和容量，年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)、調(diào)節(jié)性能、開發(fā)形式等。（二）電力系統(tǒng)資料1 水電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用；2 電力系統(tǒng)的情況和參數(shù)；3 與電力系統(tǒng)的耦合方式；4 負(fù)荷的性質(zhì)、重要程度、供電容量和輸電距離；5 廠用電的情況；（三） 氣象情況包括選擇電氣設(shè)備所需的各種溫度等大氣條件等（四） 其它有關(guān)資料包括配電裝置型式，各主要設(shè)備的保

5、護(hù)方式等。二、主變壓器型式、臺數(shù)和容量的確定1 參見發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P1051072 變壓器的技術(shù)參數(shù)見資料三、電氣主接線方案的確定 （一）電氣主接線的基本形式 參見水電站電氣設(shè)備P2230或發(fā)電廠、變電所電氣部分（教材）P91115（二）電氣主接線方案的技術(shù)比較 根據(jù)任務(wù)書所列的已知資料，先擬出幾個(gè)可能的電氣主接線方案，先進(jìn)行粗略的技術(shù)比較，篩選出23個(gè)滿足供電可靠性和電能質(zhì)量等要求的接線方案。最后進(jìn)一步進(jìn)行較詳細(xì)的技術(shù)比較，確定出最佳方案。 技術(shù)比較一般從以下幾個(gè)方面論證，分析其優(yōu)缺點(diǎn)：1 技術(shù)上的選擇與靈活性；2 供電的可靠性；3 運(yùn)行的安全性；4 維護(hù)、檢修方便以及布置的合理性；

6、5 繼電保護(hù)的簡化、適應(yīng)運(yùn)行人員的技術(shù)水平；6 電氣設(shè)備的制造問題、就地取材問題、占地面積問題等。四、廠用電器 （一）廠用變壓器的臺數(shù)和容量 1臺數(shù)：有地區(qū)外來電源作備用或裝機(jī)容量較小時(shí)，可采用一臺，否則骨干電站應(yīng)考慮兩臺； 2備用方式：采用暗備用方式，若采用油浸式變壓器，每臺容量按70%計(jì)算容量選擇；若采用干式變壓器，則每臺容量按100%計(jì)算容量選擇。（二）廠用電源的引接原則1 有母線的電氣主接線，從電壓等級較低的母線上引接廠用電源；2 無母線的電氣主接線，可從發(fā)電機(jī)變壓器之間分支上引接廠用電源。（三）廠用電母線的接線方式按廠用變臺數(shù)進(jìn)行分段或不分段，但必須裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）

7、。詳見發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P127130。第二節(jié) 短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇一、 電氣設(shè)備的配置：（一） 開關(guān)電器的配置原則每一回路須有操作電器、保護(hù)和隔離電器。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及已知資料，在選定的電氣主接線方案草圖上配置開關(guān)電器時(shí)應(yīng)考慮以下問題：1 35kV屋外配電裝置管理開關(guān)帶接地刀閘問題根據(jù)不同電氣主接線具體情況需要，從檢修、試驗(yàn)的安全角度出發(fā)，在隔離開關(guān)，在隔離開關(guān)的一側(cè)或雙側(cè)裝設(shè)接地刀閘。2 接在主母線上的閥型避雷器與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。3 廠用變壓器高壓側(cè)一般采用熔斷器作為操作、保護(hù)電器。（二） 互感器的配置互感器的配置應(yīng)充分滿足保護(hù)及自動(dòng)裝置、測量、同期以及絕緣監(jiān)察

8、的需要。（三） 其它1 設(shè)備之間的連接方式一般采用母線連接，當(dāng)布置有困難時(shí)采用電力電纜連接。2 防雷保護(hù)即侵入波過電壓的保護(hù)3 通訊問題二、 短路計(jì)算條件在短路電流計(jì)算之前，應(yīng)先確定短路計(jì)算條件，包括以下內(nèi)容：1 計(jì)算電路圖的確定（1） 系統(tǒng)容量及電抗的確定（已知系統(tǒng)部分參數(shù)時(shí)）；（2） 最大運(yùn)行方式的確定；（3） 短路計(jì)算點(diǎn)的確定。2 短路計(jì)算時(shí)間的確定詳見水電站電氣設(shè)備P236或發(fā)電廠、變電所電氣部分（教材）P152。三、 短路電流的計(jì)算1 根據(jù)電氣設(shè)備選擇的需要，短路電流應(yīng)計(jì)算下列參數(shù)：I、Izt 、 Izt/2、ich和 Ich 。2 短路電流計(jì)算步驟：（1） 選取基準(zhǔn)Sj，Uj=Up

9、，計(jì)算各元件電抗標(biāo)么值，并繪制等值電路圖（2） 網(wǎng)絡(luò)化簡，求各電源到短路點(diǎn)的綜合電抗（3） 短路電流計(jì)算四、 電氣設(shè)備選擇主要選擇下列設(shè)備：各電壓級匯流主母線、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、電力電纜、回路載流導(dǎo)體及絕緣子等。并對所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。第三節(jié) 安裝接線圖安裝接線圖是二次接線的主要施工圖，也是提供廠家制造屏和柜的圖紙。施工圖經(jīng)過施工和運(yùn)行檢修并修正后，就成為對二次回路進(jìn)行維護(hù)、試驗(yàn)和檢修的基本圖紙。安裝接線圖一般包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖三種。本設(shè)計(jì)是要求根據(jù)已知的二次原理展開圖及所選用的設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的屏內(nèi)設(shè)備的屏面布置圖，然后再由原理展開圖及屏面布置圖，設(shè)計(jì)出端子排

10、圖。最后根據(jù)以上三種圖紙?jiān)O(shè)計(jì)屏背面接線圖。一、屏面布置圖屏面布置圖是加工、制造屏、臺、盤和安裝屏、臺、盤上設(shè)備的依據(jù)。屏、臺、盤上各設(shè)備的排列、布置系根據(jù)運(yùn)行操作的合理性并適當(dāng)考慮到維護(hù)和施工的方便而決定的，必須按照設(shè)備尺寸和設(shè)備之間的距離及一定的比例進(jìn)行繪制。布置要求詳見發(fā)電廠及變電站二次設(shè)備P106110。二、端子排圖端子排圖是表示屏、臺、盤內(nèi)需要裝設(shè)端子排的數(shù)目、型式、排列順序、位置，以及它與屏臺排上設(shè)備和屏、臺、盤外設(shè)備連接情況的圖紙。端子排土實(shí)際是屏背面接線圖的一個(gè)組成部分，它主要是表示屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備的連接（電纜）情況。端子排圖的作法詳見水電站電氣設(shè)備P410415或發(fā)電廠及變電

11、所二次部分（教材）P170172。三、屏背面接線圖屏背面接線圖是以屏面接線圖為基礎(chǔ)，并以原理接線圖為依據(jù)而繪制的接線圖，它標(biāo)明了屏上各個(gè)設(shè)備引出端子之間的連接情況，以及設(shè)備與端子之間的連接情況，它是一種指導(dǎo)屏上配線的圖紙。為了配線工作及識圖的方便，在這種接線圖中，對各設(shè)備和端子排一般都增加了一種采用“相對編號法”進(jìn)行的編號，用以說明這些設(shè)備相互連接的關(guān)系。例如，甲接線柱上標(biāo)了乙接線柱的編號，乙接線柱上標(biāo)上甲接線柱的編號，這表明甲和乙兩接線柱之間應(yīng)連接起來。屏背面接線圖的作法詳見水電站電氣設(shè)備P415419或發(fā)電廠、變電所電氣部分（教材）P172。第四節(jié) 配電裝置布置圖配電裝置是電氣一次接線的工

12、程實(shí)施，是發(fā)電廠及變電站的重要組成部分。它是按電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、載流導(dǎo)體和必要的輔助設(shè)備所組成的電工建筑物，在正常情況下用來接受和分配電能；發(fā)生事故時(shí)能迅速切斷故障部分，以恢復(fù)非故障部分的正常工作。一、繪制屋內(nèi)配電裝置訂貨圖屋內(nèi)配電裝置訂貨圖是廠家根圖形進(jìn)設(shè)計(jì)、訂貨、安裝的重要資料，廠家將根據(jù)訂貨圖進(jìn)行具體的配料。二、屋內(nèi)配電裝置布置圖將屋內(nèi)配電裝置如成套開關(guān)柜合理地布置的屋內(nèi)，具體要求見發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P140147三、屋外配電裝置平、斷面圖將屋外配電裝置布置合理在屋外的場地進(jìn)行布置，即應(yīng)滿足對安全距離的要求，又應(yīng)節(jié)約用地。具體要求見發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P148156。第五節(jié) 設(shè)計(jì)成果一、繪制水電站電氣主接線圖1 采用7550cm方格紙，圖形符號必須按國家新標(biāo)準(zhǔn)符號繪制，并有圖框和標(biāo)題欄，字體應(yīng)采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。2 接線按單線圖繪制，僅在局部設(shè)備配置不對稱處繪制三線圖，零線繪成虛線。3 在主母線位置上注明配電裝置的額定電壓等級，在相應(yīng)的方框圖上表明設(shè)備的型號、規(guī)格。二、繪制屋內(nèi)配電裝置配置圖1 采用50375cm方格紙繪制。2 設(shè)備的型號、規(guī)格和數(shù)量采用列表的形式。三、繪制35kV屋外配電裝置平斷面圖1 兩張圖分別采用7550cm和7550cm圖紙繪制